[发明专利]基于积分参数动态调整的锅炉优化控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于积分参数动态调整的锅炉优化控制系统及方法，系统包括信号采集模块、分段函数模块、模拟量选择器、减法器、滞后模块、高低限报警模块、滞后置位定时器和锅炉主控制器；所述信号采集模块的输入端与机组相连，第一输出端经过分段函数模块与模拟量选择器的第二输入端相连，第二输出端与减法器的第一输入端相连，第三输出端经过滞后模块与减法器的第二输入端相连；所述减法器的输出端依次经过高低限报警模块和滞后置位定时器后与模拟量选择器的置位端相连；所述模拟量选择器的输出端与锅炉主控制器的积分参数设置端相连。本发明达到了机组锅炉和汽轮机的协调动作，改善了机组调频调峰的性能，降低了电网系统的频率波动。

技术领域

本发明涉及锅炉优化控制领域，具体地说是基于积分参数动态调整的锅炉优化控制系统及方法。

背景技术

随着材料技术的发展和节能要求的不断提高，大型火电机组，尤其是超临界及超超临界大型机组在国内电源建设中得到了越来越广泛的应用。现今，大容量机组由于宏观因素的影响，皆采用变负荷运行，进行调频、调峰，每天负荷变化范围很大。在特高压电网和大区电网互联的新形势下，各级电网联系日渐紧密，电网和机组之间协调配合的要求也越来越高，网源协调功能中的AGC成为稳定电网的有效手段之一。为了电网的安全稳定运行，各大型火电机组都要求投入AGC(Automatic Generation Control，自动发电控制)功能，要求AGC控制机组的负荷范围大(一般要求50％-100％额定负荷)，并且要求机组具备快速、准确、稳定的响应负荷变化需求。

电网调度AGC考核主要从调节速率、调节精度、响应时间三方面进行考核。图1为典型AGC机组设点控制过程，图中,P_min,i是该机组可调的下限出力，P_max,i是其可调的上限出力，P_Ni是其额定出力，P_di是其启停磨临界点功率。整个过程可以这样描述：T0时刻以前，T1时刻以前，该机组稳定运行在出力值P1附近，T0时刻，AGC控制程序对该机组下发功率为P2的设点命令，机组开始涨出力，到T1时刻可靠跨出P1的调节死区，然后到T2时刻进入启磨区间，一直到T3时刻，启磨过程结束，机组继续涨出力，至T4时刻第一次进入调节死区范围，然后在P2附近小幅振荡，并稳定运行于P2附近，直至T5时刻，AGC控制程序对该机组发出新的设点命令,功率值为P3，机组随后开始降出力的过程,T6时刻可靠跨出调节死区，至T7时刻进入P3的调节死区，并稳定运行于其附近。同时，各区域电网对各自网内火电机组的调节速率提出了明确规定，以《华北区域发电厂并网运行管理实施细则》为例，要求一般的直吹式制粉系统的汽包炉的火电机组为机组额定有功功率的1.5％；一般的带中间储仓式制粉系统的火电机组为机组额定有功功率的2％。

在AGC方式下运行时，机组通常为CCS(Coordinated Control System，协调控制系统)协调控制模式，此时汽轮机侧调节功率，锅炉侧调节压力。但是由于锅炉侧燃烧所固有的滞后性，再加上近年来脱硝低氮燃烧改造等造成的燃烧周期加长，机组普遍存在AGC负荷指令发生变化时，从锅炉控制指令变化到煤量发生改变、燃烧做功，其周期远大于汽轮机侧负荷调整所需的时间，也就是说，在某次调整过程中，会存在AGC负荷指令已经改变，如调节方向已经反转，锅炉侧才把上次负荷指令变化所需要的能量释放出来，形成锅炉侧和汽轮机侧两者的反向调节。同时，在实际运行中发现，机组给煤机或给粉机在不同的运行区间内，其给煤或给粉能力是不一致的，也会造成压力和负荷之间的调节不匹配。而由于交直流大规模远程输电的发展，电网对AGC调节速率的要求更高，需要机组汽轮机侧负荷调节速率的加快，造成主汽压力波动增大，进一步加剧锅炉侧和汽机侧的时间匹配不符问题，给机组协调运行的稳定性和负荷控制的精度带来一定的负面影响，进而影响到调度控制部门考核等其它性能指标。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种基于积分参数动态调整的锅炉优化控制系统及方法，其能够改善机组调频调峰的性能，降低电网系统的频率波动。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：